激光雷达如何选购？

隨著無人駕駛、機(jī)器人等行業(yè)的火熱，國內(nèi)激光雷達(dá)企業(yè)如雨后春筍般出現(xiàn)，目前國內(nèi)已有多家提供激光雷達(dá)的企業(yè)，面對(duì)市面上琳瑯滿目的激光雷達(dá)，企業(yè)如何選擇合適的激光雷達(dá)產(chǎn)品呢？

就應(yīng)用于機(jī)器人定位導(dǎo)航領(lǐng)域的單線激光雷達(dá)而言，實(shí)用性和可靠性是考量其性能指標(biāo)的第一要素，再加之低成本化的實(shí)現(xiàn)。

我們都知道激光雷達(dá)的主要用途是測(cè)距，雖然測(cè)距范圍是考量其性能好壞的核心指標(biāo)之一，不過除了測(cè)距外，掃描頻率、采樣率及測(cè)距精度等參數(shù)指標(biāo)也是不容忽視的。

較高的掃描頻率可以確保安裝激光雷達(dá)的機(jī)器人實(shí)現(xiàn)較快速度的運(yùn)動(dòng)，并且保證地圖構(gòu)建的質(zhì)量。但要提高掃描頻率并不只是簡(jiǎn)單的加速激光雷達(dá)內(nèi)部掃描電機(jī)旋轉(zhuǎn)這么簡(jiǎn)單，對(duì)應(yīng)的需要提高測(cè)距采樣率。否則當(dāng)采樣頻率固定的情況下，更快的掃描速度只會(huì)降低角分辨率。

除了測(cè)距距離、掃描頻率之外，測(cè)量分辨率和精度對(duì)于激光雷達(dá)性能來說同樣重要，并且對(duì)于三角測(cè)距激光雷達(dá)而言，也更具有挑戰(zhàn)。

由于測(cè)量原理的關(guān)系，雖然一般在10米以內(nèi)都可以實(shí)現(xiàn)很高的測(cè)距分辨率，但其分辨率亦會(huì)隨著探測(cè)物體距離增加而劇烈下降。

因此，為了實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的探測(cè)，就不只是增加激光器功率這么簡(jiǎn)單了，需要對(duì)于測(cè)距核心有本質(zhì)的改良。同時(shí)為了可靠量產(chǎn)，也需要做很多的配套工作。

以上的性能指標(biāo)相信大家也都了解，這也是激光雷達(dá)企業(yè)長(zhǎng)久以來不斷追求及力求突破的。當(dāng)然，盲目的追求指標(biāo)也是不可取的，還應(yīng)看重整體產(chǎn)品的實(shí)用及可靠性，好的參數(shù)不一定能帶來更好的產(chǎn)品，可能還會(huì)出現(xiàn)其他方面的缺失。

除了上述測(cè)距距離、采樣率、精度等大家都熟知的性能指標(biāo)外，在雷達(dá)實(shí)際使用中還有兩個(gè)非常重要但往往不太被大家了解的性能指標(biāo)。

深色物體檢出率

在實(shí)際工作中，很多應(yīng)用環(huán)境中的物體大多不是白色墻面，而是深色的，如家具，暗色的墻紙。此時(shí)，激光雷達(dá)本身是否對(duì)于暗色物體有很好的檢出效果就非常重要。一款號(hào)稱有10多米的激光雷達(dá)，如果對(duì)于深色物體只有幾米的檢出率，那就容易導(dǎo)致機(jī)器定位和建圖出現(xiàn)問題，對(duì)后期的定位導(dǎo)航工作也會(huì)產(chǎn)生很大的影響。

目前，激光雷達(dá)所標(biāo)稱的距離大多以90%反光率的漫反射物體（如白紙）作為測(cè)試基準(zhǔn)。但實(shí)際上，對(duì)于黑色數(shù)據(jù)的有效檢出也同樣是一個(gè)重要的性能指標(biāo)。

深色物體吸收了絕大部分的光能量，要讓激光雷達(dá)對(duì)于深色物體具有和白色物體一樣的檢出能力是不現(xiàn)實(shí)的，對(duì)于以機(jī)器視覺為核心的三角測(cè)距遠(yuǎn)離雷達(dá)而言更是如此。

不過，正因?yàn)檫@個(gè)指標(biāo)的重要性，激光雷達(dá)廠商一直將提升深色物體探測(cè)能力作為研發(fā)激光雷達(dá)的重點(diǎn)方向之一，即使再難也力求突破。經(jīng)過這幾年來的多次迭代，以思嵐科技RPLIDAR激光雷達(dá)說，其對(duì)于僅有10%以下反射率的黑色物體，也可實(shí)現(xiàn)10米的檢測(cè)距離，這基本與目前TOF原理激光雷達(dá)一致。

環(huán)境光抗干擾能力

除了深色物體檢出能力外，實(shí)際工作環(huán)境也會(huì)受到各類環(huán)境光照的影響。從落地窗投射進(jìn)來的陽光、各類室內(nèi)的人造光源甚至是直接暴露在室外工作，這些情況都有可能對(duì)于激光雷達(dá)產(chǎn)生干擾。

這對(duì)于采用三角測(cè)距法原理的激光雷達(dá)來說影響更加嚴(yán)重。因?yàn)樾枰軌騾^(qū)分出環(huán)境光和激光信號(hào)，就需要有更優(yōu)異的處理算法和光學(xué)調(diào)校。

傳統(tǒng)受限于原理，三角測(cè)距法的激光雷達(dá)都會(huì)給大家一種完全無法抗擊環(huán)境光照的印象，更不提在室外可以工作的可能性了。

不過，對(duì)于RPLIDAR而言并不是如此，環(huán)境光抗干擾能力從第一代RPLIDAR A1開始就是我們非常重視的指標(biāo)。以至對(duì)于RPLIDAR A3、S1系列來說，已可完成一定的室外工作任務(wù)。

相較于無人駕駛領(lǐng)域的多線激光雷達(dá)，應(yīng)用于服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域的單線激光雷達(dá)落地應(yīng)用更廣泛，這不僅體現(xiàn)在性能上取得的突破，同時(shí)還在于成本的下降。思嵐科技是業(yè)內(nèi)首家打破激光雷達(dá)長(zhǎng)期被國外壟斷的企業(yè)，在不影響性能的情況下，思嵐科技通過從技術(shù)設(shè)計(jì)源頭降低激光雷達(dá)成本。目前，思嵐科技的激光雷達(dá)產(chǎn)品最低售價(jià)僅為百元級(jí)別，最高也僅在千元級(jí)別。

歷經(jīng)多年發(fā)展，目前，思嵐科技的激光雷達(dá)已被廣泛應(yīng)用于各類商用化服務(wù)機(jī)器人中，市面上知名的服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品大多采用了思嵐科技的激光雷達(dá)產(chǎn)品及導(dǎo)航方案，如阿里巴巴巡檢機(jī)器人Diana、優(yōu)必選智能引導(dǎo)機(jī)器人Cruzr、科大訊飛美美、擎朗花生運(yùn)輸機(jī)器人、普渡歡樂送等等均基于了思嵐科技產(chǎn)品而研發(fā)，未來，隨著機(jī)器人更多核心技術(shù)成本的下降，將有望實(shí)現(xiàn)機(jī)器人走入千家萬戶。